(57)【要約】【課題】光増幅された信号光を複数のポートに分岐して複数の光受信手段に配信するに際して、光分岐地点から光受信地点間での障害発生を、各光受信手段毎に効率的、かつ、正確に検知できる光信号受信システム及び光信号受信方法並びに光受信装置を提供する。【解決手段】信号光を所定のレベルに増幅する光増幅手段１と、増幅された信号光を分岐する光分岐手段２と、分岐された信号光を受信する複数の光受信手段３とを有する光信号受信システムである。複数の光受信手段３は、それぞれに監視光を発出する監視光源３２を備え、監視光を監視光検出装置３５により検出して、光分岐手段以降で発生する障害を検知する。監視光検出装置３５は、光分岐手段２側に配置され、分岐された複数の分岐光線路２４のそれぞれから取り出される監視光を検出する。監視光は、信号光と異なる周波数の搬送波で変調されるか、又は、信号光と異なる波長とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光を所定のレベルに増幅する光増幅手段と、増幅された信号光を分岐する光分岐手段と、分岐された信号光を受信する複数の光受信手段とを有する光信号受信システムであって、
前記複数の光受信手段のそれぞれに監視光を発出する監視光源を備え、前記監視光を監視光検出装置により検出して、前記光分岐手段以降で発生する障害を検知することを特徴とする光信号受信システム。
【請求項２】
前記監視光検出装置は、前記光分岐手段側に配置され、分岐された複数のポートのそれぞれから取り出される前記監視光を検出することを特徴とする請求項１に記載の光信号受信システム。
【請求項３】
前記監視光は、前記信号光と異なる周波数の搬送波で変調されているか、又は、前記信号光と異なる波長であることを特徴とする請求項２に記載の光信号受信システム。
【請求項４】
前記監視光検出装置は、前記光分岐手段側に配置され、前記光分岐手段で分岐される手前の光線路から取り出される前記監視光を検出することを特徴とする請求項１に記載の光信号受信システム。
【請求項５】
前記監視光検出装置は、前記光増幅手段側に配置され、前記光増幅手段の出力側の光線路から取り出される監視光を検出することを特徴とする請求項１に記載の光信号受信システム。
【請求項６】
前記監視光検出装置は、前記監視光と前記信号光の反射光の両方を検出することを特徴とする請求項５に記載の光信号受信システム。
【請求項７】
前記監視光は、光受信手段毎にそれぞれ異なる周波数の搬送波で変調されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の光信号受信システム。
【請求項８】
前記監視光は、光受信手段毎にそれぞれ異なる波長であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の光信号受信システム。
【請求項９】
信号光を光増幅手段により所定のレベルに増幅し、光増幅された信号光を光分岐手段により複数の信号光に分岐して、複数の光受信手段で受信する光信号受信方法であって、
前記複数の光受信手段のそれぞれに監視光源を配し、前記監視光源からの監視光を監視光検出装置により検出し、前記光分岐手段以降で発生する障害を検知することを特徴とする光信号受信方法。
【請求項１０】
光増幅手段により所定のレベルに増幅され、光分岐手段により複数に分岐された信号光を受信するための光受信装置であって、
前記光分岐手段以降で発生する障害を検知するための監視光を発出する監視光源を備えていることを特徴とする光受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信により配信された光信号を、複数の光受信装置で受信する光信号受信システム及び光信号受信方法並びに光受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高度情報化社会の到来による社会的ニーズにより、光伝送を利用した大容量高速情報や長距離通信に関する研究開発が盛んに行なわれている。最近は、双方向通信と大容量通信の光ネットワークの構築が進展し、通信事業者と各家庭を直接光ファイバで結び高速通信サービスを提供するＦＴＴＨ（Fiber To The Home）サービスが開始され、更なる普及拡大が期待されている。さらに、通信用以外に映像配信システムに対応するための映像伝送用光増幅器の開発も進んでいる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
現行の映像配信システムは、例えば、配信された光信号を光増幅器で増幅した後、１×Ｎの光カプラで複数の信号光に分岐して、各家庭等に設置された光受信装置に配信している。図４は、現行の光信号受信システムの一例を示し、図中、１は光増幅手段、２は光分岐手段、３は光受信手段、４はセットトップボックス（ＳＴＢ)、５はテレビ受像機、６はＩＰネットを示す。
【０００４】
図４の光信号受信システムを動作状態で説明すると、光増幅手段１は、入力された映像信号等の信号光を、複数のユーザに分配するに十分なレベルに増幅するものである。先ず、入力された信号光を光カプラ１２で信号光の一部を分岐し、分岐した信号光を光検出素子１８で受光し、信号光のレベルをモニタする。残りの信号光は光アイソレータ１５を経て増幅素子であるＥｒ添加ファイバ（以下、ＥＤＦという）１１に光カプラ１３を介して入力される。ここで、光検出素子１８で受光する信号光が断の場合は、制御部２７により励起光源１７からの励起光の送出が停止される。
【０００５】
ＥＤＦ１１で光増幅された信号光は、光アイソレータ１６を経て出力される。出力された信号光の一部は、光カプラ１４により分岐され、その分岐された信号光を光検出素子２０で受光し、光増幅された後の信号光のレベルがモニタされる。光検出素子２０で受光された信号光のレベルに合わせて励起光のレベルが設定され、制御部２７により励起光源１７が駆動制御され、所定の励起光が光カプラ１３を介してＥＤＦ１１に入力され励起される。また、光カプラ１４は、出力装置側からの信号光の反射戻り光（以下、反射光という）を取り出して光検出素子１９で受光し、出力装置側の障害発生を検知するようにしている。なお、上述した光増幅手段１は、１段では十分な所望の信号光レベルが得られない場合は、複数段を縦接続して、所望の信号光レベルとなるようにされる。
【０００６】
光増幅手段１で増幅された信号光は、光線路２３ａから光コネクタ２１を介して、光分岐手段２に送出される。光分岐手段２では、光増幅された信号光は、光線路２３ｂを経て、例えば、１×Ｎの光カプラ２２により複数の分岐光線路（以下、ポートという）２４に分岐され、複数の光受信手段３にそれぞれ配信される。各光受信手段３では、それぞれのポート２４を経て配信された信号光を受光素子２５で受信し、光受信部２６で光信号を電気信号に変換される。電気信号に変換された情報は、例えば、セットトップボックス４等を介してテレビ受像機５等で受像される。
【非特許文献１】津崎哲文  外３名，「映像伝送用光増幅器の開発」，ＳＥＩテクニカルレビュー，住友電工，２００５年３月，第１６６号  Ｐ.７０−７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した光信号受信システムにおいては、通常、光増幅手段１には、入出力される信号光のレベルや波長を検出し、また、反射光を検出するモニタ手段を備えていて、光増幅段１への入力地点までに生じるロス増や、光分岐手段２の分岐地点以降に生じる反射増などの障害発生を監視できるようになっている。これらの障害発生が検知されると、制御部２７がアラームを発出させ、ネットワーク回路からＩＰネット６を通じて管理部門等に伝達される。しかし、光分岐手段２の分岐地点から光受信手段３の光受信部２６の間でロス増などの線路障害に伴う受信感度の低下や断線等の障害が生じた場合、これらを検知する手段がなく、アラームを発出することもできない。
【０００８】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、光増幅された信号光を複数のポートに分岐して複数の光受信手段に配信するに際して、光分岐地点から光受信地点間での障害発生を、各光受信手段毎に効率的、かつ、正確に検知できる光信号受信システム及び光信号受信方法並びに光受信装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による光信号受信システムは、信号光を所定のレベルに増幅する光増幅手段と、増幅された信号光を分岐する光分岐手段と、分岐された信号光を受信する複数の光受信手段とを有する光信号受信システムである。複数の光受信手段は、それぞれに監視光を発出する監視光源を備え、監視光を監視光検出装置により検出して、光分岐手段以降で発生する障害を検知する。監視光検出装置は、光分岐手段側に配置され、分岐された複数の分岐光線路のそれぞれから取り出される監視光を検出する。監視光は、信号光と異なる周波数の搬送波で変調されるか、又は、信号光と異なる波長とする。
【００１０】
また、監視光検出装置を光分岐手段側に配置して、光分岐手段で分岐される手前の光線路から取り出される監視光を検出するようにしてもよい。さらに、監視光検出装置を光増幅手段側に配置して、光増幅手段側の出力側の光線路から取り出される監視光を検出するようにしてもよく、この場合、監視光検出装置は、監視光と信号光の反射光との両方を検出する。なお、監視光は、光受信手段毎にそれぞれ異なる周波数の搬送波で変調されるか、又は光受信手段毎にそれぞれ異なる波長として、障害発生のポート又は光受信手段の識別を行なう。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光増幅段１への入力地点までに生じるロス増や、光分岐手段２の分岐地点以降に生じる反射増などの障害発生を監視する以外に、光分岐地点から光受信地点間でのロス増や障害発生を、各光受信手段毎に効率的、かつ、精度よく監視することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１により本発明の第１の実施形態を説明する。図中、１は光増幅手段、２は光分岐手段、３は光受信手段、４はセットトップボックス（ＳＴＢ)、５はテレビ受像機、６はＩＰネット、１１はＥｒ添加ファイバ（ＥＤＦ）、１２，１３，１４は光カプラ、１５，１６は光アイソレータ、１７は励起光源、１８，１９，２０は光検出素子、２１は光コネクタ、２２は光カプラ、２３ａ，２３ｂは光線路、２４は分岐光線路（ポート）、２５は受光素子、２６は光受信部、２７は制御部、３０，３１は光カプラ、３２は監視光源、３３は光検出素子、３５は監視光検出装置を示す。
【００１３】
本発明による光信号受信システムは、図４で説明したのと同様に、信号光を所定のレベルに増幅する光増幅手段１と、光増幅された信号光を複数のポートに分岐して配信する光分岐手段２と、各ポートに配信された信号光を受信する光受信手段３を有している。光増幅手段１は、配信された映像信号等の信号光を、複数のユーザに分配するのに十分なレベルに光増幅する。なお、光増幅手段１と光分岐手段２とは、図では隣接して示してあるが、互いに光ケーブルを介して離れた場所に設置する形態であってもよい。
【００１４】
光増幅手段１では、先ず、入力される信号光の一部を光カプラ１２で分岐し、分岐した信号光を光検出素子１８で受光し、入力された信号光のレベルがモニタされる。残りの主たる信号光は、光アイソレータ１５を経て増幅素子であるＥｒ添加ファイバ（以下、ＥＤＦという）１１に光カプラ１３を介して入力される。ここで、光検出素子１８で受光する信号光が断の場合は、制御部２７により励起光源１７からの励起光の送出が停止される。
【００１５】
ＥＤＦ１１で光増幅された信号光は、光アイソレータ１６を経て出力される。出力された信号光の一部は、光カプラ１４により分岐され、その分岐された信号光を光検出素子２０で受光し、光増幅された後の信号光のレベルがモニタされる。光検出素子２０で受光された信号光のレベルに合わせて励起光のレベルが設定され、制御部２７により励起光源１７が駆動制御され、所定の励起光が光カプラ１３を介してＥＤＦ１１に入力され励起される。また、光カプラ１４は、出力装置側からの信号光の反射戻り光（以下、反射光という）を取り出して光検出素子１９で受光し、出力装置側の障害発生を検知するようにしている。なお、上述した光増幅手段１は、１段では十分な所望の信号光レベルが得られない場合は、複数段を縦接続して、所望の信号光レベルとなるようにされる。
【００１６】
光増幅手段１で増幅された信号光は、光線路２３ａから光コネクタ２１を介して、光分岐手段２に送出される。光分岐手段２では、光増幅された信号光は、光線路２３ｂを経て、例えば、１×Ｎの光カプラ２２により複数の分岐光線路（以下、ポートという）２４に分岐されて配信される。各ポート２４に配信された信号光は、それぞれのポート２４に接続された光カプラ３０を経て、個別の光受信手段３に配信される。光受信手段３では、配信された信号光を光カプラ３１を経て受光素子２５で受光し、光受信部２６により信号光を電気信号に変換する。電気信号に変換された映像情報等は、ＳＴＢ４等を介してテレビ受像機５等で受像される。
【００１７】
本発明においては、光受信手段３内に、光受信部２６からの情報により駆動制御される監視光源３２が設置される。監視光源３２から発出される監視光は、光カプラ３１を経て配信される信号光とは反対の方向で光分岐手段２のポート２４に送出される。ポート２４に送出された監視光は、前記の光カプラ３０により分岐して取り出され、監視光検出装置３５の光検出素子３３により受光される。なお、光検出素子３３には、フォトダイオード等を用いることができる。監視光検出装置３５は、光分岐手段２内に設置され、障害が検知された場合は、アラームを発出してネットワーク回路からＩＰネット６を通じて管理部門等に伝達される。
【００１８】
監視光源３２には、レーザダイオード等が用いられ、その監視光を障害発生時に光受信部２６からの信号により発出させるか、又は、監視光を常時発出させておき、障害発生時に光受信部２６からの信号により監視光の発出を停止させる。前者の場合は、光受信部２６に異常が生じたときのみ監視光源３２が駆動されるので電力の節約ができる。しかし、この場合は、光カプラ３０と光受信手段３との間に生じた障害発生を検知することができない。これに対し、後者の場合は、監視光源３２から常時監視光が発出されているため、電力消費は大きくなる。しかし、監視光の受光が低下ないしは消失するのを検知することで、光受信部２６又は光カプラ３０と光受信手段３との間の障害発生も検知することができる。
【００１９】
また、監視光検出装置３５では、監視光と共に信号光の反射光も受光する。監視光の波長が信号光と同じである場合、反射光に対して監視光のレベルを大きくすることにより、反射光との識別は可能である。しかし、監視光を信号光と異なる搬送波で変調することによっても、反射光と区別して検出することができる。
【００２０】
監視光をポート２４に送出するための光カプラ３１は、信号光と監視光のレベル差等の問題がなければ、通常の光カプラを用いることができる。しかし、挿入損失等を勘案すると、光サーキュレータを用いるのが好ましい。また、監視光を信号光の波長（例えば、１.５μｍ）と異なる波長（例えば、１.３μｍ）とすることにより、反射光と識別して検出することができる。監視光が信号光と異なる波長である場合、各ポート２４から監視光を取り出す光カプラ３０には、波長多重信号を分離して分岐できるＷＤＭカプラを用いて、監視光のみを分波して監視光検出装置３５で検出することが好適である。
【００２１】
上述した第１の実施形態では、光分岐手段２内の複数のポート２４のそれぞれにおいて、各光カプラ３０から取り出された監視光をそれぞれの光検出素子３３で受光し、障害が発生しているポート２４又は光受信手段３を同定することができる。なお、この実施形態においては、複数の光受信手段と同じ数の光検出素子３３とその検出部が必要とされる。
【００２２】
図２は、本発明による第２の実施形態を説明する図で、図中、３４は光カプラ、３６は監視光検出装置を示す。その他の符号は、図１で説明したのと同様な機能を奏する部分には同じ符号を用い、その説明を省略する。この第２の実施形態は、監視光源３２からの監視光を、複数のポート２４に分岐する手前の光線路２３ｂから取り出し、単一の光検出素子３３からなる監視光検出装置３６で検出するようにしたものである。図１の第１の実施形態と比べて、監視光を取り出す光カプラ３４及びその光検出素子３３とその受光部は、１セットで済むので部品数が少なくすることができ、コスト面で安価となる。
【００２３】
本実施形態も、第１の実施形態と同様に、入力された信号光を所定のレベルに増幅する光増幅手段１と、光増幅された信号光を複数のポートに分岐して配信する光分岐手段２と、各ポートに配信された信号光を受信する光受信手段３を有している。光増幅手段１は、配信された映像信号等の信号光を、複数のユーザに分配するのに十分なレベルに増幅する。なお、光増幅手段１における構成と動作は、図１で説明したのと同様であるので説明を省略する。
【００２４】
光増幅手段１で増幅された信号光は、光線路２３ａから光コネクタ２１を介して光分岐手段２に送出される。光分岐手段２では、光増幅された信号光を、光線路２３ｂに挿入された光カプラ３４を経て、例えば、１×Ｎの光カプラ２２により複数のポート２４に分岐されて配信される。各ポート２４に配信された信号光は、各ポート２４に接続された光受信手段３に送出される。光受信手段３では、図１の例と同様に、配信された信号光を光カプラ３１を経て受光素子２５で受光し、光受信部２６により信号光を電気信号に変換する。電気信号に変換された映像情報等は、ＳＴＢ４等を介してテレビ受像機５等で受像される。
【００２５】
光受信手段３には、光受信部２６からの情報により駆動制御される監視光源３２が設置される。監視光源３２から発出される監視光は、光カプラ３１を経て信号光とは反対の方向で光分岐手段２のポート２４に送出される。ポート２４に送出された監視光は、前記の光カプラ２２により合波され、信号光が分岐される手前の光線路２３ｂに設けられた光カプラ３４により分岐して取り出され、フォトダイオード等の光検出素子３３により受光される。監視光を検出する監視光検出装置３５は、光分岐手段２内に設置され、障害が検知された場合は、アラームを発出してネットワーク回路からＩＰネット６を通じて管理部門等に伝達される。
【００２６】
この第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、監視光源３２には、その監視光を障害発生時に光受信部２６からの信号により発出させるか、又は、監視光を常時発出させておき、障害発生時に光受信部２６からの信号により監視光の発出を停止させることができる。また、監視光検出装置３６では監視光と共に、信号光の反射光も受光される。したがって、監視光を信号光とは異なる搬送波で変調することによって、反射光と区別して検出することができる。
【００２７】
また、監視光を信号光の波長（例えば、１.５μｍ）と異なる波長（例えば、１.３μｍ）とすることによっても、反射光と識別して検出することができる。監視光を信号光と異なる波長とした場合、光線路２３ｂから監視光を取り出す光カプラ３４には、波長多重信号を分離して分岐できるＷＤＭカプラを用いて、波長１.３μｍ帯の監視光のみを分波して監視光検出装置３６で検出するようにすることが好適である。これにより、監視光のみを監視光検出装置３６で検出するようにして、損失の少ない効果的に障害発生を検知することができる。なお、信号光の反射光は、光増幅手段１側の光カプラ１４で分岐して光検出素子１９で検出することができる。
【００２８】
また、第２の実施形態においては、信号光の反射光と識別する以外に、複数の光受信手段３をそれぞれ識別し、障害発生のポート２４又は光受信部２６を同定することが要求される。この要求に対しては、何らかの手段で監視光検出装置に波長モニタ機能を持たせた上、各光受信手段３で、監視光源３２の監視光の波長をそれぞれ変えることが望ましい。また、各光受信手段３で監視光の波長は同じとし、監視光をそれぞれ異なる搬送波で変調するようにしてもよい。監視光を各光受信手段３で、異なる波長、又は異なる変調とすることにより、これを監視光検出装置３６で回路的に識別し、障害発生のポート２４又は光受信手段を同定することができる。
【００２９】
図３は、本発明による第３の実施形態を説明する図で、図中、３７は監視光検出装置を示す。その他の符号は、図１で説明したのと同様な機能を奏する部分には同じ符号を用い、その説明を省略する。この第３の実施形態は、監視光を光増幅手段１側に配されている反射光検出用の光カプラ１４から取り出し、光受光素子１９で受光するようにしたものである。すなわち、反射光と監視光の検出を１つの検出手段で兼用するようにしたもので、図２の第２の実施形態と比べて、監視光を取り出す光カプラ３４及びその光検出素子３３を別途に設ける必要がなくコスト面で安価となる。
【００３０】
本実施形態も、第１及び第２の実施形態と同様に、信号光を所定のレベルに増幅する光増幅手段１と、増幅された信号光を複数のポートに分岐して配信する光分岐手段２と、各ポートに配信された信号光を受信する光受信手段３を有している。光増幅手段１は、配信された映像信号等の信号光を、複数のユーザに分配するのに十分なレベルに増幅する。なお、光増幅手段１における構成と動作は、図１で説明したのと同様であるので説明を省略する。
【００３１】
光増幅手段１で増幅された信号光は、光線路２３ａから光コネクタ２１を介して、光分岐手段２に送出される。光分岐手段２では、光増幅された信号光が光線路２３ｂを経て、例えば、１×Ｎの光カプラ２２により複数のポート２４に分岐されて配信される。各ポート２４に配信された信号光は、各ポート２４に接続された光受信手段３に送出される。光受信手段３では、図１又は図２の例と同様に、配信された信号光を光カプラ３１を経て受光素子２５で受光し、光受信部２６により信号光を電気信号に変換する。電気信号に変換された映像情報等は、ＳＴＢ４等を介してテレビ受像機５等で受像される。
【００３２】
光受信手段３には、光受信部２６からの情報により駆動制御される監視光源３２が設置される。監視光源３２から発出される監視光は、光カプラ３１を経て信号光とは反対の方向で光分岐手段２のポート２４に送出される。ポート２４に送出された監視光は、前記の光カプラ２２により合波され、光線路２３ｂ、光コネクタ２１、光線路２３ａ内を信号光と反対の方向で送出される。この監視光は光カプラ１４により反射光と共に取り出され、光検出素子１９により受光される。監視光を検出する監視光検出装置３７は、光増幅手段１内の制御部２７等に設置され、障害発生が検知された場合は、アラームを発出してネットワーク回路からＩＰネット６を通じて管理部門等に伝達される。
【００３３】
この第３の実施形態においても、第２の実施形態と同様に、その監視光を障害発生時に光受信部２６からの信号により発出させるか、又は、監視光を常時発出させておき、障害発生時に光受信部２６からの信号により監視光の発出を停止させることができる。
【００３４】
また、第３の実施形態においては、監視光を信号光の反射光と識別すると同時に、複数の光受信手段３をそれぞれ識別して、障害発生のポート２４又は光受信部２６を同定することが要求される。この要求に対しては、何らかの手段で監視光検出装置に波長モニタ機能を持たせた上、各光受信手段３で、監視光源３２から発出される監視光の波長をそれぞれ変えることが望ましい。また、各光受信手段３で監視光の波長は同じとし、監視光をそれぞれ異なる搬送波で変調するようにしてもよい。監視光を各光受信手段３で、異なる波長、又は異なる変調とすることにより、これを監視光検出装置３７で回路的に識別し、障害発生のポート２４又は光受信手段を同定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明する図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を説明する図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を説明する図である。
【図４】従来の技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…光増幅手段、２…光分岐手段、３…光受信手段、４…セットトップボックス（STB)、５…テレビ受像機、６…ＩＰネット、１１…Ｅｒ添加ファイバ（ＥＤＦ）、１２，１３，１４…光カプラ、１５，１６…光アイソレータ、１７…励起光源、１８，１９，２０…光検出素子、２１…光コネクタ、２２…光カプラ、２３ａ，２３ｂ…光線路、２４…分岐光線路（ポート）、２５…受光素子、２６…光受信部、２７…制御部、３０，３１…光カプラ、３２…監視光源、３３…光検出素子、３４…光カプラ、３５，３６，３７…監視光検出装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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